[發(fā)明專利]模擬角度傳感器精度校正程序、校正方法、記錄介質(zhì)以及伺服驅(qū)動器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780053280.0
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101682282A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金沢正治
• 申請（專利權(quán)）人: 多摩川精機株式會社
• 主分類號: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16;G01D5/244;G01P3/44
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 崔成哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬角度傳感器精度校正程序、校正方法、記錄介質(zhì)以及伺服驅(qū)動器，特別涉及AC伺服電動機等電動機控制中使用的模擬角度傳感器精度校正程序等，其中對于分析器(resolver)或模擬Sin波編碼器等模擬角度傳感器，驅(qū)動電動機的伺服驅(qū)動器無需使用成為其他基準(zhǔn)的編碼器而可以自動地校正傳感器精度。?

背景技術(shù)

分析器等模擬角度傳感器以往以來被用作用于控制AC伺服電動機等的角度傳感器。這些傳感器以模擬波形向電動機控制裝置發(fā)送角度信息。因此，為了在控制裝置內(nèi)的控制軟件內(nèi)將其用作電動機角度/速度值，需要將其變換為數(shù)字值的處理。?

圖8是示出使用了模擬角度傳感器的以往一般的電動機驅(qū)動方法(分析器傳感器的情況)的說明圖。?

圖9是在圖8的電動機驅(qū)動方法中示出模擬角度傳感器波形的數(shù)字變換方法的說明圖。如圖9所示，在以往的方法中，以模擬信號即模擬波形向電動機控制裝置83(伺服驅(qū)動器)發(fā)送由角度傳感器82檢測并生成的角度信息。經(jīng)由電動機控制裝置83的接口84向R/D變換電路85發(fā)送該模擬信號(Sin/Cos信號)，在此被變換為數(shù)字信號。通過電動機控制用數(shù)字信號處理器(DSP)86對所生成的數(shù)字位置信息進行處理而生成PWM輸出，由此控制電動機驅(qū)動電路87，向電動機81反饋電動機U/V/W輸出。圖9示出對2048ct/360°的角度信息進行模擬/數(shù)字變換時的例子。?

另外，在該數(shù)字變換時，模擬波形的微小的失真成為原因，而在相同的角度移動量下在數(shù)字值的計數(shù)間隔中也產(chǎn)生偏差。將該偏差定義為“節(jié)距(pitch)誤差”。?

圖10是示出產(chǎn)生節(jié)距誤差的理由的說明圖。在圖中，在上部，示出了以恒定速度旋轉(zhuǎn)的模擬角度傳感器波形，并且在下部，放大示出了其微小的一部分。其中，在左側(cè)示出了理想的波形，在右側(cè)示出了實際的波形。如圖所示，在電動機以恒定速度旋轉(zhuǎn)的情況下，假設(shè)其旋轉(zhuǎn)速度嚴(yán)格地恒定，且由模擬角度傳感器檢測的模擬波形為理想的波形，則在數(shù)字變換處理中的位置計數(shù)中，如圖中的左下圖所示，應(yīng)得到計數(shù)間隔＝節(jié)距恒定的數(shù)字角度信息。但是，實際上，在模擬波形中總是發(fā)生微小的失真，所以該失真被反映出，而如右下圖所示，成為在計數(shù)間隔＝節(jié)距中產(chǎn)生了偏差的數(shù)字角度信息。?

由于這樣發(fā)生的節(jié)距誤差，在電動機控制時的電動機電流中產(chǎn)生“跳動(rampage)”。?

圖11是示出在電動機控制裝置中控制軟件進行的、以往一般的電動機速度計算方法的說明圖。?

Tc：一個計數(shù)時間[sec]?

Tsv：速度計算周期[sec]?

Nct：速度計算周期中的計數(shù)數(shù)?

Necd：傳感器分辨率(電動機一次旋轉(zhuǎn)的計數(shù)數(shù))?

在圖中，式(1)表示基于計數(shù)數(shù)的計算式，另外，式(2)表示基于一個計數(shù)時間的計算式。如圖所示，在以往的電動機控制裝置中，一般使用如下方法：使用數(shù)字值的角度信息，根據(jù)該角度信息的一定時間內(nèi)的計數(shù)數(shù)或一個計數(shù)時間來計算電動機速度。?

因此，在存在節(jié)距誤差時，計數(shù)數(shù)、一個計數(shù)時間變動，其結(jié)果，電動機計算速度值不穩(wěn)定而變動，在對電動機進行速度控制的情況下，發(fā)生上述跳動，結(jié)果，產(chǎn)生無法提高控制響應(yīng)性能等問題。因此，以往，通過降低控制增益等處置，來降低或防止跳動的影響。另外，以下將該跳動定義為“電流波動”。?

但是，為了實現(xiàn)電動機控制的高精度化，提高角度傳感器的精度是重要的，在以往提出了多個技術(shù)提案，后述專利文獻1中公開的技?術(shù)也是其中之一。在該技術(shù)中，對多個來自分析器的模擬信號進行采樣，使用規(guī)定的計算式，分別計算出校正偏移、相位誤差以及振幅誤差的誤差參數(shù)，并根據(jù)該參數(shù)來校正旋轉(zhuǎn)角度值。?

專利文獻1：日本特開2007-33412號公報“位置検出器の?差パラメ一タ抽出裝置及び?差補正機能を?ぇる位置検出器(位置檢測器的誤差參數(shù)抽出裝置以及具備誤差校正功能的位置檢測器)”?

另外，如上所述，通過降低控制增益等這樣的應(yīng)急處置來處理由于對電動機進行速度控制時的節(jié)距誤差而引起的跳動，但在通過調(diào)整控制增益來進行的處理中本身存在界限。而且，在節(jié)距誤差大的情況下，即使電動機以恒定速度旋轉(zhuǎn)，離散地計算的電動機旋轉(zhuǎn)速度也大幅變動。在伺服驅(qū)動器進行速度控制、位置控制的情況下，在速度計算值中存在變動時，由于無法計算與速度指令值的正確的偏差，所以成為無法提高控制響應(yīng)速度的原因。?